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磁力起动器是煤矿井下供电系统中的关键设备之一,控制并保护煤矿井下的电动机,而电动机是煤矿生产的主要动力来源,它的安全运行与否影响着煤矿生产的安全。随着煤炭工业的快速发展、煤矿井下机械化和自动化程度的提高,对矿井供电的连续性、可靠性和安全性提出了越来越高的要求,因此研制一种结构简单、保护功能完善、智能化程度高、运行安全可靠的磁力起动器的保护器具有非常重要的现实意义。
本文以Silicon Laboratories公司生产的C8051F020单片机为核心,设计了一种新型磁力起动器的智能保护装置。该装置可以实现漏电闭锁、短路、过载、缺相、过压以及欠压保护等,另外通过液晶显示器能够实时显示磁力起动器的工作状态、故障原因和故障时间,同时还可以存储和查询历史故障信息等。
论文首先分析了煤矿井下电动机的常见故障,深入研究了漏电、短路、过载、缺相、过压以及欠压等故障的保护原理,在此基础上,提出了智能保护器的硬件和软件设计方案。硬件设计主要包括:系统整体结构、信号处理单元、驱动控制单元、人机接口单元、单片机系统硬件以及 DS1302 实时时钟电路的设计等;软件设计主要包括:主控模块、初始化模块、参数设置模块、数据采样与中断模块、故障检测模块以及人机接口模块的设计等,该软件设计在集成开发环境Silicon Laboratories IDE下,采用模块化结构,使用C51进行编程。在系统抗干扰方面,分析了干扰存在的原因,并从硬件和软件方面采取了相应的抗干扰措施,最后给出了系统的调试过程与结果。
通过系统的硬件制作、调试与实验以及软件编程、调试,完成了磁力起动器的各种保护要求以及其它辅助功能,通过实验和调试达到了保护装置的各项设计指标。调试结果表明该智能保护器工作安全可靠,运行良好,满足了设计的要求。